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接地环节误操作事故频发的原因分析

接地环节误操作事故频发的原因分析

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1.接地环节的误操作事故是五种恶性误操作事故的主体。
1.1接地环节的误操作事故频频发生。
2003年6月20日湖北孝感220KV梦泽变电站220KV1#母线及母联开关由运行转入检修的过程中,发生带电合接地刀的误操作事故,引起母差保护动作,全站及与之相连的两个110KV变电站全部停电。
此前,3月4日,辽宁丹东220KV凤城变电站在66KV北母线的停电操作过程中,发生带电合北母线2号接地刀的恶性误操作事故,造成66KV母差保护动作,1#、2#主变66KV侧开关跳闸,致使66KV系统全部停电。
3月19日,陕西秦岭电厂发生带电合接地刀事故,造成2台125兆瓦发电机组全停。使渭南地区9座110KV变电站停止供电,损失负荷80兆瓦。
2000年3月7日江西赣州虎岗220KV变电站在更换旁路刀闸恢复送电过程中,由于模拟盘上拉开地刀的模拟操作与现场实际情况不符,发生一组地刀未拉开即合闸送电的事故,造成全站停电。
三天之后,即3月10日,湖南长沙榔梨220KV变电站,在停电检修及恢复送电的过程中由于出现走空行程现象,发生地刀未拉开即合闸送电的误操作事故,致使220KV母联保护动作,9条回路跳闸,波及七个110KV变电站停电,损失惨重!
1.2 接地环节误操作事故逐年攀升已是五种恶性事故的主体。
根据国家电力公司历年来的统计数字,在五种恶性操作事故中,带地线(或接地刀未拉开)合闸送电的误操作事故,一直雄居首位,而且有逐年向上攀升之势。
1994年全国发生的带地线(或地刀未拉开)合闸送电的误操作事故为37次,占误操作事故总数的33.9%;带电挂地线(合接地刀)的误操作事故15起,占误操作事故总数的13.8%,两者加在一起,接地环节所发生的误操作事故的比例达到47.7%,1998—2000年三年间发生的带地线(或接地刀)合闸送电的事故为62起,占五种恶性操作事故总数的42.7%;带电合接地线(合接地刀)的误操作事故22起,占误操作总数的15.1%,加在一起,达到57.8%,较前几年有了大幅度的飙升。
另据福建省电力局的统计数字显示:1995年以来福建电网发生的误操作事故为25起,其中带地线(地刀)合闸送电共14次,占误操作事故总数的56%和占误操作事故总数24%的带电挂接地线(合接地刀)的事故合在一起其所占百分数竟高达80%!
上述数字充分说明接地环节所发生的误操作事故是五种恶性操作事故的主体,是最为突出的误操作事故!由于此类误操作事故所造成的后果是系统三相对地短路,对电力系统的安全运行和设备危害最为严重。因此应该把研究接地环节的闭锁问题作为防误工作的重中之重,一定要采取有效的、可靠的、全面的防误技术措施和严格的组织措施,把目前这种高频发率的恶性误操作事故压下去,甚至杜绝其发生,这对于提高电网安全运行的可靠性具有十分重大的意义。
2. 接地环节的特殊性及“双防”原则。
2.1 接地刀和临时接地线是一把无情的“双刃剑”。
在变电站中,装设接地刀和挂接临时接地线是保证在高压配电设备和线路检修时人员安全所必不可少的重要措施。然而它又是一把无情的“双刃剑”,如果操作和处置不当,既可能在停电操作过程中发生带电挂接地线(合接地刀)的误操作事故,又可能在送电过程中发生未拆除地线(未拉开接地刀)就合闸送电的误操作事故,既要能够在停电过程中防止带电合接地刀,又要能够在送电过程中防止带地刀合闸送电,不能顾此失彼,必须兼而顾之。因此对接地环节闭锁装置的要求更严格,更严密。
防止接地环节的误操作事故同样应由组织措施和技术措施来实现。技术措施是组织措施的后备,当操作者发生失误时,技术措施防误闭锁装置要靠自身的作用,形成一道可靠的第二道防线,阻止误操作事故的发生。
2.2 接地环节闭锁应遵循的原则和技术要求可以表述如下:
合接地刀(或挂接临时地线)时,在其两侧(或多侧)与地刀(地线)相联系的所有回路的隔离开关必须分断,并形成明显的断开点,而且在地刀(地线)和两侧(或多侧)的隔离开关之间要形成可靠的互锁关系:即只有两侧(或多侧)的隔离开关已经拉开至极限位置时才能合地刀(挂接地线);反之,只有当地刀(或地线)已经分断(或拆除)相关回路才能合闸送电。
当闭锁装置满足上述原则时,就能够防止带电合地刀和防止带地刀合闸送电的两种误操作事故的发生,所以把上述原则简称为接地环节的“双防”原则。
双防原则应包含下述三个层次的内容:
2.2.1停电检修合地刀(或挂接地线)时,必须先将回路(包括相关的所有回路)全部断电,才能依次合地刀(或挂接地线),以避免带电合地刀误操作事故的发生。
2.2.2 两端(或多端相关回路)的隔离开关要全部分断至极限位置,形成明显断开点,使操作人员有直观的安全感,不发生突然送电的可能,方可放心的去做接地操作。
2.2.3 地刀(地线)与两端(或多端相关回路)的隔离开关之间,应全部(不是只与某一个隔离开关)满足互锁要求。即达到只要两端(或多端的相关回路)的隔离开关有一个处于合闸状态时,绝对不能合接地刀(挂接地线);反之只要有一个地刀(临时接地线)未分断(未拆除),所有回路的隔离开关都不能合闸送电。这是防止带电合接地刀和带地刀合闸送电的必要而又充分的条件。
上述操作顺序和闭锁关系及条件的实现要靠装设的闭锁装置及锁具的功能来保证。不能存在缺陷和漏洞,更不能依靠人的作用去弥补技术措施的不足,否则,起不到第二道防线的作用,一旦人员在操作中失误,事故就恰恰在缺陷及漏洞之处发生!
3.变电站接地环节防误闭锁装置的现状及发生误操作事故原因的分析:
3.1临时接地线的接地端没有闭锁措施。
临时接地线无闭锁的现象在断路器停电检修时的两侧接地,变压器检修时的三侧接地之处还常常看到。由于临时接地线单独装设,又与隔离开关的分合无任何关联,常常发生地线未拆除,隔离开关即合闸送电的误操作事故。
3.2变电站中的局部机械闭锁,不能满足接地环节的双防要求。
操作机构同处安装的接地刀闸与隔离开关之间具有机械式互锁关系,此种机械闭锁在线路地刀与线路侧隔离开关之间、220KV以上断路器的两侧地刀与各侧隔离开关之间,以及母线地刀与母线PT的隔离开关之间都广泛应用。这种闭锁能可靠的实现同处安装的接地刀闸与隔离开关之间的互锁关系,但是却不能够满足接地操作时其它条件及操作先后顺序的要求。因此,不能完全防止带电合地刀及带地刀合闸送电的误操作事故发生。
3.3接地环节及相关环节上装有闭锁装置,但由于锁具本身性能上的缺陷,不能满足接地环节的“双防”原则的要求,因而会造成两种误操作事故的发生。
3.3.1锁具本身存在“走空行程”现象。
在锁具打开之后未对操作机构进行操作即可转入下一步操作的“走空行程”现象,违背了接地环节的双防原则。可能造成隔离开关未拉开即合地刀,也可能造成地刀未拉开即合隔离开关送电。因此“走空行程”现象必然造成误操作事故的可能发生。
在变电站中装设的有弹子程序锁、用一把钥匙按转角度走步法进行顺序操作的程序锁以及作为微机闭锁的编码挂锁、固定编码锁都存在“走空行程”现象。
上述这些锁具每一步操作步骤操作完毕的标志是以锁具是否已作开锁来判断而与解锁后的操作机构是否进行了操作,操作是否到位无关。
特别是编码挂锁的走空行程问题尤为突出。因为在挂锁与操作机构之间没有任何机械联系,系非强制性闭锁。锁具的解锁操作和操作机构的操作到位没有机械上的必然联系,也不能通过装置进行检测,是否会发生走空行程全由人的因素所决定。人们最先发现“走空行程”现象,并对其危害的认识,也是由编码挂锁开始的,并从此引发起在防误领域对“走空行程”现象的长期争论。在湖南长沙榔梨220KV变电站因编码挂锁走空行程而发生带地刀合闸送电的恶性操作事故以后,已经充分证明,走空行程现象是原则问题而不是单单的技术问题!
3.3.2不具双向闭锁功能的锁具极易发生带地刀合闸事故:
固定安装强制闭锁的锁具在停电操作(正向闭锁)开锁之后随操作过程的进行能自动转入反向闭锁状态,使之在送电过程中起到闭锁作用。
按照防误原则的要求闭锁装置必须是强制闭锁。编码挂锁是典型的非强制性闭锁,因为挂锁在解锁之后既不能保证操作机构必须操作,又不能把操作到位的操作机构自动锁住,以起到反向操作时的闭锁作用。由正向闭锁转到反向闭锁全要靠操作人员的帮助,人若失误,闭锁功能亦不复存在,误操作事故就可能发生,违背了“不能以组织措施去弥补技术措施的不足”的原则。不能达到接地环节的双防要求。
3.4主变压器检修时的三侧接地的闭锁问题。
3.4.1主变三侧不同电压等级高压配电装置的类型是各式各样的。
 
三侧电压
等级 高压配电装置的可能类型   
110KV-220KV 户外架构式,组合电器   
35KV-110KV 户外架构式,户内间隔式,箱
式固定柜、手车柜、中置柜
   
6-10KV 户外架构式,户内间隔式各种固定柜,手车柜,中置柜 
上列表中各种不同的配电装置可能形成各种不同的组合。
3.4.2主变三侧接地的方式也不尽相同。有的是接地刀,有的是挂临时接地线,或者是两种接地方式同时存在。为变压器检修而需要的接地装置可以是单独设置,也可能是随各侧的配电设备一体带来。
3.4.3主变三侧接地环节的防误装置应满足以下表述的双防原则的要求:
只有主变三侧均已停电,主变侧隔离开关已经拉开并形成明显的断开点,手车柜的手车或中置开关已拉出至试验位置,方可依序合三侧地刀(或挂接地线);送电时,应先行拉开三侧的接地刀(或拆除临时接地线)后方能从低压到高压依序送电。三侧地刀(地线)都要与各侧隔离开关及处于实验位置的手车或开关形成可靠的互锁关系。
3.4.4根据上述双防原则的要求,每一侧地刀除了与本侧的设备,还要其他两侧的设备同时达到相同的条件,而且还要与其形成可靠的互锁关系,再加上各侧的设备类型的不同,其闭锁的难度可想而知。因此,能否满足主变三侧接地的双防要求是评价各种不同闭锁装置防误水平的主要指标。

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